Электротехника -1

ЛЕКЦИЯ №2

ТЕМА:ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Процессы, происходящие в электротехнических устройствах, как правило очень сложны, они связаны с созданием электромагнитных полей или изменением величин, характеризующих эти поля. Для их описания требуется привлечение векторных электрических и магнитных величин, характеризующих электромагнитные поля: напряженности электрического поля Е, напряженности магнитного поля Н, вектора магнитной индукции В, вектора плотности электрического тока j и других. Однако во многих случаях основные характеристики электротехнических устройств могут быть получены и описаны с помощью, известных из курса физики, скалярных интегральных величин: силы тока, электродвижущей силы, напряжения, сопротивления и другие величин. При таком описании совокупность электротехнических устройств рассматривают как электрическую цепь, состоящую из источников и приемников электрической энергии, характеризуемых э.д.с. , силой тока I, напряжением U, электрическим сопротивлением R.

Источники и приемники электрической энергии, являющиеся основными элементами электрической цепи, соединяют проводами для обеспечения замкнутого пути для электрического тока.

Для включения и отключения электротехнических устройств применяют коммутационную аппаратуру ( выключатели, рубильники, тумблеры ).

Кроме этих элементов в электрическую цепь могут включаться электрические приборы для измерения силы тока, напряжения и мощности.

Таким образом электрической цепью называют совокупность устройств, предназначенных для генерирования, передачи, преобразования и использования электрической энергии, процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об электрическом токе, напряжении и э.д.с..

Отдельные устройства, входящие в электрическую цепь, называют элементами электрической цепи. Часть электрической цепи, содержащую выделенные в ней элементы, называют участком цепи. Элементы цепи, предназначенные для генерирования электрической энергии, называют источником питания, а элементы использующие, электрическую энергию - приемниками электрической энергии.

В источниках в электрическую энергию преобразуются иные виды энергии: механическая в машинных генераторах, химическая в гальванических элементах и аккумуляторах, тепловая в термоэлементах, лучистая в фотоэлементах и так далее.

В приемниках, наоборот, электрическая энергия преобразуется в иные виды энергии: в механическую

В электродвигателях, в химическую в аккумуляторах, в тепловую в различных нагревательных приборах и печах, в лучистою в осветительных приборах и так далее.

ИЗОБРАЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ СХЕМАМИ СОЕДИНЕНИЙ

При изучении процессов в электрических цепях их изображают графически при помощи схем соединения отдельных элементов.

Чаще всего пользуются тремя видами схем: монтажными, принципиальными, замещения.

На монтажных схемах изображают рисунок элементов цепи и соединительные провода. В большинстве случаев монтажными схемами пользуются при изготовлении монтаже и ремонте электрических цепей и устройств.

На принципиальных схемах показывают условные графические изображения элементов и схему их соединения. Ими пользуются при изучении, монтаже и ремонте электрических цепей и устройств. Схема замещения - это расчетная модель электрической цепи. На ней реальные элементы замещаются расчетными моделями и из схем исключаются все вспомогательные элементы не влияющие на результаты расчета. Так гальванический элемент представляется в виде источника э.д.с. с последовательно включенным внутренним сопротивлением.

При расчете электрических цепей источники питания заменяют эквивалентными идеальными источниками, которые, в свою очередь подразделяют на идеальные источники э.д.с. и идеальные

источники тока.

Идеальным источником э.д.с. (напряжения) называется источник внутреннее сопротивление которого равно нулю, а э.д.с. постоянна и равна э.д.с. реального источника, причем эта э.д.с. не зависит от тока нагрузки, проходящего через источник Е = U = const. На электрических схемах источники э.д.с. изображают в виде кружка со стрелочкой внутри, стрелка указывает положительное направление э.д.с., то есть направление возрастания потенциала внутри источника.

Идеальным источником тока называется источник с внутренним сопротивлением, равным бесконечности, и током, не зависящим от сопротивления нагрузки цепи, то есть током, значение которого не зависит от значения напряжения и равно току короткого замыкания источника питания. На электрических схемах источники тока изображаются в виде кружочка со стрелочкой с двойным наконечником внутри. Стрелка указывает положительное направление тока.

Вольтметр и амперметр из схем замещения исключаются, если они принимаются “идеальными” (если нет дополнительных указаний, то сопротивление вольтметра считается бесконечно большим, а амперметра равным нулю).

При описании электрических цепей используют следующие понятия:

Ветвь электрической цепи - это участок, элементы которого соединены последовательно. Ток во всех элементах один и тот же.

Узел электрической цепи - это точка соединения трех и более ветвей.

Контур - это любой путь вдоль ветвей электрической цепи, начинающийся и заканчивающийся в одной и той же точке.

Двухполюсник - это часть электрической цепи с двумя выделенными выводами. Четырехполюсник - часть электрической цепи с двумя парами выводов.

Контрольные задания:

1.Внимательно изучить предложенную тему.

2.Составить конспект по изученному материалу.

3.Углубленно изучить материал, используя Интернет-ресурсы.

4.Написать отчет о проделанной работе .